内 容 提 要
G P S 是美国研制的先进无线电定位系统，现已广泛用于航空/航海导航、大地测量、遥感、石油勘探、地震测量、野外救生、探
险、森林防火、飞机播种、农田耕种、车辆自主导航、特种车辆（警车、银行车）导航/监控及机场/港口交通管理等领域。本书介绍了
G P S 原理、技术、有关G P S 的最新政策、国外G P S 在各民用和军用领域的应用情况，特别是在中国各领域的应用情况，最后附有
G P S 产品分类及近2 0 0家国内外G P S 生产商地址，全书含照片1 2 9幅，图文并茂，内容丰富。对国内G P S 接收机用户、经销商和从
事G P S 技术研究和应用开发的有关科研单位以及大专院校有关专业师生均有一定参考价值。
责任编辑：王刀
李彬
图书在版编目（C IP）数据
G P S 技术、应用与市场/邓中卫编著.—北京：航空工业
出版社，1996.11
IS B N 7-80134-037-X
Ⅰ.G … Ⅱ . 邓… Ⅲ.全球定位系统（G P S） Ⅳ.P 228
中国版本图书馆C IP 数据核字（96）第 08264号
航空工业出版社出版发行
（北京市安定门外小关东里1 4号 100029）
北京航伟彩印厂印刷
1 9 9 6年 1 1 月第1 版
开本：7 8 7×10 92 1 /1 6
印数：1—2000
全国各地新华书店经售
1 9 9 6年 1 1月第1 次印刷
印张：16.25 字数：3 9 0千字
定价：6 5 .0 0元
Стр.20
前言
G P S 系统是由美国国防部出资100亿美元开发的一种最新无线电导航系统，该系统具有高精
度、全天候、全球覆盖能力，将于本世纪末取代所有的其它无线电导航系统。现在G P S 系统的全部
24颗卫星已部署完毕，整个系统已投入运行，美国政府已应允，G P S 系统将在相当长的一段时间内
免费供全世界用户使用。
正如人们所说：“G P S 的应用，仅受人们的想象力制约。”G P S 自问世以来，已充分显示了其在
无线电导航、定位领域的霸主地位。在海湾战争中，G P S 为美国及其盟军以极少的代价，在短时间
内取得胜利起到了重要作用。许多民用领域也由于G P S 的出现而产生革命性变化：美国已于1994
年 7 月宣布放弃它已投巨资研制并准备于1998年取代现有仪表着陆系统（IL S ）的微波着陆系统（
M LS ），取而代之的是差分G P S（D G P S）。目前，G P S 不仅在美国及其盟国的军队中广泛用于导航、
定位，几乎全世界所有需要导航、定位的用户，都被G P S 的高精度、全天候、全球覆盖、方便灵活和
优质价廉所吸引。G P S 现已广泛用于航空/航海导航、大地测量、遥感、石油勘探、地震测量、野外救
生、探险、森林防火、飞机播种、农田耕种、车辆自主导航、特种车辆（警车、银行车）导航/监控及机场
/港口交通管理等领域。
我国的G P S 应用发展势头迅猛，短短几年，G P S 在我国的应用已从少数科研单位和军用部门
迅速扩展到各个民用领域，G P S 的广泛应用改变人们的工作方式，提高了工作效率，带来了巨大的
经济效益。可以说，G P S 在我国的应用前景是无限的，市场是巨大的。
本书概述了G P S 原理、有关G P S 的最新政策、国外G P S 在各民用和军用领域的应用情况，特
别是在中国各领域的应用情况，最后附有G P S 产品分类及近200家国内外G P S 生产商地址，全书
有照片129幅。在 9 5年出版了《世界G P S 接收机手册》后，依据读者反馈意见，在本书第一篇“公司
与产品”中增加了G P S 生产商介绍和产品图片，有关型号的具体性能数据可参见《世界G P S 接收
机手册》。文中介绍的有关技术、方法参考了大量国外资料，只作为G P S 领域的同行了解国外信息
的参考。
由于作者水平所限，文中定有不少错误之处，恳请各位专家指正。
在编写过程中，得到北京航空航天大学电子工程系丁子明教授很多帮助，在此表示衷心感谢！
编者
1996年 5 月 1 7 日
Стр.21
PR EFAC E
G PS is deployed and opperated by the U . S. D epartm etn of D efense. D uring the developm enta
l and expeprim ental phases，the G PS gained rapid grow th in popularity as it served a w ide array
of positioning needs. T his popularity continues to increase as new uses and users seem to em erge
alm ost continuously. The G PS system is revolutionizing the practice of surveying and positioning.
G PS w ill replace all of the other radio naviagation system s by the end of this centry.
N o w ， G PS have been used in m any fie ld， such as navigation， surveying， positioning， rescue
and em ergency service， aircraft approach and landing， A T C /A T M ，ground tra ffic m onitoring
e c t.，in C hina. T o m eet the needs of surveyors， engineers， and m any G PS users for the inform ation
about G P S， w e publish the book. The content is show n b e llo w ：
C hapter 1： W orld G PS Industry S urvey
C hapter 2： G PS Theory and Technology
R adio N avigation S ystem
D ifferential G PS
In te g rity of G PS
A ircra ft A pproaching and Landing S ystem
C hapter 3： P olicy and A pplication of G PS
The U . S policy about G PS
G PS Im plem entation P lan for A ir N avigation and Landing （F A A ）
The A pplication of G PS in A T C
F uture A ir N avigation S ystem （F A N S ）
C ivil A pplication of G PS
M ilita ry A pplication of G PS
T he G PS in G ulf W ar
C hapter 4：G PS in C hina
A ppendix a ： G P S -and G LO N A S S -related products and com panies
A ppendix b ： C om pany D irectory
A ppendix c ： Som e popular G P S -related Internet sites and som e G PS -related com panies′Internet
site
I w ould like to express m y appreciation to D ing Z im ing， professor of B eijing U in ive rsity of
A eronautics and A stronautics，w ho gave me
m uch help.
E D IT O R
1996. 5
Стр.22
目 录
第 一 篇 公司与产品
北京汇洲公司
A C C Q P O IN T C om m unications C orporation
Aeroda ta
A lcatel A ir N avigation Sys tem s G m bH
A llen Os borne A ssociates
A lliedS ignal Gene ral A viation
Ap elco M arine E lectronics
A R IN C
A rrow sm ith S helburne
A shtech，Inc.
A S M
A ustron，Inc.
A zim uth Ltd.
Ba ncomm
Blue M arble Geographies
C anadian M arconi C o.（C M C ）
C & M T
C oded C om m unications
C orvallis M icrotechnology
D atum
Inc.
Del N o rte
D extra Technology C orp.
D ifferential C orrections Inc.
D SDC
Ea gle E lectronics
F light C om pon ents A G
Furuno E lectric C o.，Ltd.
G A R M IN
GEC
International
M arconi
G E SS A
H oneyw ell
H um m inbird
Infonav C orporation
Inm arsat
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25
25
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26
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Interphase Technologies，Inc.
Interstate E lectronics C orp.
IT T D efense & E lectronics
Japan Ra dio C om pany，Ltd.
K oden E lectronics C o，L td
Leica，Inc.
L itto n A ero P roducts D iv.
Low rance E lectronics
M agellan Sys tem s
M agnavox
M ann A vionics Lim ited
M icrologic，Inc.
M icro Pu lse Incorporated
M otorola，Inc.
M otorola P N S B
N avigation Da ta Sys tem s Inc.
N avigato A /S
N avstar Systems
N orthern Telecom
N O R T H S T A R
Lim ited
Lim ited
A V IO N IC S
N ovA tel C om m unications Ltd.
O detics P recision T im e D iv.
P anasonic
P aravant C om puter Systems
P rem ier G P S Inc.
R A C A L
R ockw ell C A C D
R ockw ell International C orp.
R okar International，Ltd.
S eatex K ongsberg
S E N S O R S Y S T E M S Inc.
S E R C E L
S E X T A N T A vionique
1
Intelligent D atabases International L td .
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28
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55
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S I-T E X
S okkia Technology Inc.
S olid C om puter
Sony E lectronics
S pectrum
S tanford Telecom
S tellar G PS C orporation
S torm
思壮科技
T eldix
Geo physical Instrum ents
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63
63
63
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3S N avigaiton
ⅡM orrow
T E R R A F IX
Topcon C orporation
T R A K Sys tem s
T rim ble N avigation
T rue Tim e In c .
U niversal N avigation C orporation
W ILC O X
Inc.
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66
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68
第 二 篇 原理与技术
无线电导航系统概述
1 无线电波的传播
2 空中交通管制
3 导航显示
4 点源导航设备
4 .1 甚高频全向无线电信标（V O R ）
4.2 测距设备（D M E ）
4 .3 塔康（
T
4 .4 自动定向仪（A D F ）
4 .5 着陆制导系统
4.6 雷 达
5 双曲线和网格系统
5 .1 使用历史和工作原理
5.2 罗兰C （LO R A N C ）
5.3 奥米伽（O m ega）
6 全球定位系统（G P S）
6.1 G P S 的提出
6.2 系统描述
7 G LO N A S S
8 多普勒导航
差分 G P S 方法综述
1 G P S 误差源
2 差分G P S 误差估算
3 实现差分G P S 的方法
A
C
A
N ）
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4 结
论
完好性对G P S 在民用航空应用的影响及对策
1 完好性对G P S 用于民用航空的影响
1 .1 完好性定义
1.2 G P S 用于民用航空所应满足的完好性要求
2 解决完好性问题的各种技术
2.1 全球完好性通道（G IC ）
2.2 接收机自主式完好性监视（R A IM ）
2.3 共用G P S /G LO N A S S的R A IM 法
2.4 试验结果
2.4.1 G PS覆盖结果
2.4.2 G LO N A S S 覆盖结果
2.4.3 G P S /G LO N A S S覆盖结果
飞机进场着陆系统的发展
1 地基着陆系统的发展及其局限性
2 现代进场着陆制导系统
2.1 M LS
2 .1 .1 研究微波着陆系统的起因
2 .1 .2 微波着陆系统的配置
2.1.3 微波着陆系统的定位
2 .1 .4 M L S 的研制情况
2 .1 .5 军用微波着陆系统
2 .2 采用差分G P S 的进场着陆系统
2.3 视觉增强系统
3 M L S 、D G P S、E V S 三种着陆系统的比较
3 .1 各系统的性能（精度、完好性、可用性）比 较
3.2 各系统的利蔽
3 .3 各系统的实现时间比较
4 飞机进场着陆系统的现状及发展
4 .1 微波着陆系统的发展计划受挫
4.2 各国对F A A 取消M L S 计划反应不一
美国飞机拥有者和飞行员协会（A O P A ）
美国空中运输协会（A T A ）
欧洲各国的态度
4.3 D G P S 进场着陆试验正加紧进行
4 .4 广域增强系统（W A A S ）
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Стр.25
4 .5 多模接收机（M M R ）
5 我国的着陆制导系统
第 三 篇 政策与应用
美国及有关国际组织的G P S 政 策
1 系统收费情况
2 美国国防部对G P S 星座实施A S 政 策
3 使用G P S /G LO N A S S 的政府担保
4 Inm arsat与G P S
G P S 用于导航和着陆的F A A 实现计划
概
Ⅰ. 引言
Ⅱ
A . 目
B. 背
.
A . 技术方面
1 . 研
a. 预研
b. G PSⅡ / Ⅲ级精密进场的可行性
2 . 开
a . 特殊的Ⅰ级（S C A T Ⅰ）系统
b. A IP 投资的LA D G P S Ⅰ系统
3 . 采
B . 运营方面
1.
a. 设备标准
b. 越障飞行高度要求
C . 运营批准
1 鉴
2 程 序
D . 政策协调
Ⅲ
A ：广域G P S 精度增强
B. G P S SP S信号参数
C . 干
Ⅳ：小结
问
扰
题
定
标
购
准
发
究
的
景
计
划
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述
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…… 126
126
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110
112
Стр.26
G PS 在各国的应用
俄
罗
日本
马来西亚
印度尼西亚
巴西
德
各航空公司的G P S 应用情况
G P S在空中交通管制中的应用
1 方案开发中的几个关键问题
1.1 G PS的作用
1.2 对空管系统的性能要求
1.3 监视与导航间互相独立程度
2 系统方案
2 .1 概述
2.2 系统方案Ⅰ：数据链＋ 基本G PS
2.3 系统方案Ⅱ：数据链＋ 带民用信号插件的G P S
2.4 系统方案Ⅲ：数据链＋ 具有民用信号和转发器插件的G P S
2 .5 系统方案比较
3 系统性能特点
4
3 .1 频谱要求
3.2 几何特性
结
4 .1 GP S 卫星可视性
4 .2 基本G P S 信号的捕获时间
4 .3 监视和导航间的独立程度
5 G P S 用于空管的最新动态
T C A S 与空域管理
1 TC A SⅡ现 状
2 T C A S 在空域管理中的应用
3 TC A S Ⅲ的作用
4 GP S在防撞中的应用
论
国
斯
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Стр.27
飞行管理系统
1 引
言
2 国外发展状况概述
2 .1 FM S 的产生背景
2 .2 FM S的 发 展
2 .3 国外F M S 现 状
2 .3 .1 四维导航
2 .3 .2 F M S 在军用飞机上的应用
2.3.3 F M S 与其它系统结合使用
3 G P S /F M S 的发展与应用
4 未来发展
4 .1 系统增强
4.2 性能改善
4 .3 适用性
新航行系统（F A N S ）
1 目前系统的局限性
2 F A N S 方案简介
3 F A N S 的效益
4 过渡计划及主要问题
5 目前各国的F A N S 发 展 情 况
飞速发展的G P S 民 用
1 前言
2 G P S 在汽车导航和城市交通管理中的应用
3 GP S 用于遥感
4 GP S 在 G IS 中的应用
5 GP S 用于救援
6 GP S 用于农业
7 GP S 用于森林防火
8 G P S 在自然资源评估以及考古中的应用
9 采用差分G P S 和航位推算绘制道路图
10 G P S 用于飞行器姿态测定
11 G P S /数据链用于改进机场地面控制
12 G P S 用于地震预报
1 3 GP S 用于跟踪大象
1 4 几个G P S 应用实例
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结
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G P S在军事领域的应用
1 G P S 在航空武器中的应用
1.1 G P S 用于各类导弹制导
美国空/海军联合直接攻击武器（JD A M ）
G P S 辅助制导炸弹（G A M ）
防区外发射对地攻击导弹（S L A M ）
T om ahaw k巡航导弹
战斧导弹
A G M -1 3 0
欧洲的G P S 制导武器
小型灵巧炸弹（S SB）
差分G P S 用于制导增强（E D G E ）计 划
自主式飞行撒布系统（A F D S ）
常规空中发射的巡航导弹（A L C M ）
H A R M
美国海军/空军的联合防区外武器（JS O W ）
1.2 G P S 制导武器在各种飞机上的装备情况
1 .3 GP S 用于军用飞机导航
嵌入G P S 的惯导系统（E G I）
装备G P S 的主要军用飞机
“狂风”
日本空中自卫队
“美洲虎”飞机
F-5
F-117
美国空军C-5
2 G P S 在电子战中的应用
G P S 用于精确定位威胁发射源
G P S 用于E A -6 B 电子干扰机
G P S用于E -3 E S M 改进
3 军用G P S 技术及设备
G P S 在海湾战争中的应用
1 概
2 G P S 在海湾战争中的应用
2.1 G P S 用于特种部队战前侦察
2.2 G P S 在空军中的应用
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述
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185
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Стр.29
2.2.1 用于攻击预警雷达
2 .2 .2 用于轰炸机（B —52）
2 .2 .3 用于F—1 6
2.2.4 用于直升机
2 .2 .5 精确标定战场重点设施的位置
2 .2 .6 用于空战指挥和控制
2 .2 .7 用于救援、撤 退
2.2.8 用于前方空中管制员（F A C ）
2 .3 GP S用于地面部队
2 .3 .1 用于地面车辆导航
2.3.2 用于空、海军火力协调部队（A N G LIC O ）
2 .3 .3 用于火炮
2.3.4 用于回避雷区
2 .3 .5 用于地面战术空中管制（T A C P ）
2.4 用于导弹制导
2 .5 用于扫雷
2 .6 医治战争创伤
3 G P S 在战争中的使用效果及暴露出的不足
3 .1 减少误伤
3 .2 提高作战效能
4 总评
3.3 缺陷— G P S 接收机没有发射能力
1
4.1 空战
4 .2 特殊行动
4 .3 指挥和控制
第 四 篇 G P S 在中国
1 GP S 在测绘领域的应用
1 .1 GP S 在 G IS 中的应用
1.1.1 国家基础地理信息系统简介
1.1.2 “9202”工程
河北省
山
东
山西省
江
海
安
云南省
西
南
徽
省
省
省
省
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191
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1.2 G P S 在测量领域中的应用
吉
黑龙江省
内蒙古自治区
天津市
北
山
河
陕西省
湖南省
上
浙江省
四川省
湖北省
江
贵州省
广
云
铁路部门
石油部门
南北极考察
G P S在导航领域中应用
2.1 航空导航
2.2 铁路管理
2.3 船舶导航
2 .4 中国警方使用G
2 .5 公路数据库与G
G P S在飞机进场着陆中的应用
我国在G P S 应用方面的研究及成果
国内外G P S /G IS 学 会
G IS学会
G P S 学 会
中国海外地理信息系统学会（C P G IS）
国际G P S协会（G IA ）
美国G P S 工业学会
美国海岸警备队导航中心
国内外G P S /G IS 会 议
D G P S世界市场′96
G P S /G IS ′96会议
定位及导航年会（P LA N S ′96）
P
P
S
S
东
南
京
东
南
海
市
省
省
市
林
省
苏
省
省
省
2
0
0
200
200
201
201
202
202
202
202
203
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204
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208
208
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208
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198
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200
200
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G P S 国际会议′9 6
G PS A S IA ′96 S um m it& E xh ib itio n
210
210
附录
A P P E N D IX A ：G P S 和 G LO N A S S 产品分类及供应商
A P P E N D IX B ：G P S 相关公司目录
211
227
A P P E N D IX C ：一些常用的与G P S 有关的In te rn e t地 址
参考文献
Pha seTrac™ G A R M IN 并行1 2通道体制性能简介
236
237
Стр.32